精密测量学教案-第2章测量技术基础

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1、测量技术基础教案(2学时)教学内容1.概述--测量的概念及基本要素;（10min）2.量值传递系统；（20min）3.测量方法和测量器具的选择；（20min）4.测量误差及数据处理。（30min）2.1概述测量的任务：确定物理量的数量特征。几个术语：检验：判断被测物理量是否合格的过程，不一定要得到其具体数值。测量：以确定量值为目的的全部操作过程。测试：具有试验研究性质的测量。测量概念：以确定量值为目的的全部操作过程。即将被测量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定二者比值的实验认知过程。L/E=qL=q•E1.基本计量单位的定义和计量基准如米：“米是在光在真空中1/299792458s的

2、时间间隔内所经过的距离”。一.量块理想量块2.量块的用途（1）作为长度尺寸标准的实物载体，将国家的长度基准按照一定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实现量值统一。（2）作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。（3）相对测量时调整仪器零位，用测量器具比较量块与被测尺寸的差值。（4）也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。3.量块的精度（①分级）按制造精度分6级，即00、0、k、1、2、3级。量块的精度（②分等）量块按其检定精度分为五等：即1、2、3、4、5等.精度依次降低。4.量块的组合使用一.计量器具的分类计量器具是测量仪器和测量工具的总称。1.标准量具：以固定形式复现量值的计量

3、器具。2.通用量具：可测量某一范围内的任一尺寸，并能获得具体数值.3.专用量具：测量某种特定参数的计量器具。专用计量器具光滑塞规二.计量器具的基本度量指标度量指标：是选择和使用计量器具、研究和判断测4量方法正确性的依据，是表征计量器具的性能和功能的指标。基本指标主要有：1.刻线间距2.分度值（或分辨率）3.示值范围4.测量范围5.灵敏度1.刻线间距（c）：测量器具标尺或刻度盘上两相邻刻线中心线间的距离。2.分度值（i）：测量器具的标尺上，相邻两刻线所代表的量值之差。分辨率：计量器具所能显示的最末一位数所代表的量值。5.灵敏度（s）：计量器具反映被测几何量微小变化的能力。S=Δx/ΔL=K当

4、量仪刻度均匀时：S=K=c/i1、按实测几何量是否为被测几何量分类：⑴直接测量被测几何量的量值直接由计量器具读出。⑵间接测量被测几何量的量值由实测几何量的量值按一定的函数关系式求得。2、按读数值是否为被测量的量值分类⑴绝对测量从计量器具上直接读到被测几何量的量值。⑵相对测量在计量器具上读到的是被测量相对于标准量的偏差值。4、按零件上同时被测参数的多少分类⑴单项测量单独地、彼此没有联系地测量零件的单项参数。⑵综合测量检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件的合格性。一、测量误差的基本概念测量误差（δ）：被测量测得值x与其真值Q的差值。即δ＝x－Q（绝对误差）测量极限误差：真

5、值Q落在测得值x附近的最小范围。则：x－│δlim│≤Q≤x＋│δlim│即：Q=x±│δlim│δ用于比较相同尺寸的测量精度。二.测量误差的分类（按测量误差的性质、规律及特点分）在相同测量条件下，n次测取同一量值x，则可得：测量列—n个测得值xi（i=1，2，3……n）Xi中含测量误差δi，根据δi的分布规律，δi分为：1）系统误差：绝对值和符号均保持不变或按某一确定的规律变化的测量误差。42）随机误差：绝对值大小和符号均以不可预知的方式变化的测量误差。3）粗大误差：明显超出规定条件下预期的误差。三、测量精度按随机误差和系统误差的影响：1）精密度：反映测量结果中随机误差的影响。2）正确度

6、：反映测量结果中系统误差的影响。3）精确度（准确度）：反映测量结果中随机误差和系统误差的影响。四.测量列中各类测量误差的处理测量结果：Q=x±δ即Q在x¨Cδ和x+δ之间。按测量误差的特性规律分：系统误差随机误差残余误差1.随机误差的处理1）随机误差的分布及其特性：①单峰性②对称性③有界性④抵偿性正态分布曲线方程(高斯方程)：2）随机误差的评定指标a.算术平均值b.标准偏差σ测量列单次测量值的标准偏差值：计算σ的三个条件：①Q已知；②N→∞；③无“系差”。测量列单次测量值的标准偏差估计值：3）随机误差的处理①计算测量列算术平均值②计算测量列中单次测量值标准偏差的估计值③计算测量列算术平均值

7、标准偏差的估计值④确定测量结果.2.系统误差（“系差”）的处理1）¡°系差¡±的发现方法：①实验对比法：改变测量条件，对同一几何量测量，若两者无差异则无系差，否则存在系差。（用以发现定值¡°系差¡±）②残差¡±观察法：4按测量顺序观察残差，若残差大体正负相间，无明显变化规律，则无¡°系差¡±。否则有¡°系差¡±。（用以发现变值¡°系差¡±）2）¡°系差¡±的消除①误差根除法：从根源上削除。如仪器使用前对零位；量块按“等”